INFLUENCIA DE LA EVAPORACIÓN EN LA ESTRUCTURA DE LLAMAS DE SPRAY DE ETANOL Y N-BUTANOL EN UNA CONFIGURACIÓN DE FLUJOS OPUESTOS

Abstract

En este estudio se analiza numéricamente la influencia de la evaporación en llamas de spray de etanol y n-butanol bajo una configuración de flujos opuestos. Para esto se utiliza un código basado en FORTRAN, adaptado para incluir mecanismos químicos en formato CHEMKIN, modelos de hollín y radiación. En primer lugar se estudia el cambio en las estructuras de llamas en función de la razón de combustible entrante en fase líquida, manteniendo el flujo total de combustible constante. El calor liberado aumenta a medida que se incrementa este parámetro, debido a una acumulación de combustible en el sistema. La entalpía y la masa de hollín son menores en llamas de spray por la alta tasa de evaporación. Luego, se estudia el efecto del radio inicial de las gotas en llamas de spray. Para gotas pequeñas, se obtiene una gran liberación de calor y una masa de hollín baja, lo cuál se explicaría por la reacción temprana del combustible. Para gotas de tamaño intermedio, la masa de hollín llega a su máximo valor debido a una mayor formación de hidrocarburos en la zona de alta evaporación, para luego tomar valores menores por evaporación lenta. El calor liberado disminuye con gotas más grandes, debido a que el combustible tiene menos tiempo para reaccionar. Adicionalmente, se realiza un análisis de sensibilidad en función de la tasa de deformación. En llamas cercanas a la extinción se obtienen las mayores tasas de liberación de calor y se genera la menor masa de hollín, debido a un mayor ingreso de combustible por evaporación. Finalmente, se incluye un análisis sobre la influencia de la radiación. Para llamas gaseosas, se observa una leve diferencia entre los casos adiabático y radiativo. En llamas de spray, se observa una reducción mayor de temperatura, especialmente en zonas de alta evaporación. Esto se atribuye a una mayor participación del hollín en el intercambio de energía.